Pozo de Disipacion
11
DISEÑO Y CALCULO DEL POZO DE DISIPACION 1.0. DATOS 1.1. Caudal de Descarga: Q = 10.00 m3/seg 353.15 pie3/seg 1.2. Ancho del Aliviadero: B = 4.00 m 13.12 pies 1.3. Caudal Unitario: q = / B 26.91 1.4. Pérdida: = 20% 1.5. Carga Total: Ht = ta aliviadero = 4,511.62 msnm NAM cota piso estanque = 4,509.00 msnm 0.80 m Ht = 1.82 m. Ht = 5.97 pie. 2.0. CALCULO Y DISEÑO 2.1. Del nomograma Fig. 208 Buerau of Reclamation: con: q = 26.91 0.20 Ht = 5.97 pie Encontramos: 5.80 pies = 1.77 m 2.2. Recalculamos: Ht = cota aliviadero 4511.62 msnm cota piso estanque 4509.00 msnm 1.77 m Ht = 0.85 m. Ht = 2.80 pie. 2.3. Del nomograma Fig. 208-Bureau of Reclamation: con: q = 26.91 0.20 Ht = 2.80 pie Encontramos: 5.60 pies = 1.71 m pie 2 /seg*pie α = cota aliviadero - cota piso estanque - d2inicial d2inicial = pie 2 *seg*pie α = El tirante conjugado cota aliviadero - cota piso estanque - d2inicial d2inicial pie 2 *seg*pie α = El tirante conjugado
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Estructuras Hidraulicas
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BALANCE HIDRICOI. BALANCE HIDRICOOBRA:MICROPRESA
TECCLLOCOCHAENTIDAD:UNASAMCUADRO N:IMESESAPORTEDEDUCCIONESREA
(M2)VOLUMEN (M3)COTAS (m.s.n.m.)EVAPORACIONREQ.
RIEGOINICIOFININICIOFININICIOFINM3mmM3M3M2M2M3M3m.s.n.m.m.s.n.m.ENE131,230.00133.0017,269.76-129,847.83134,598.11263,317.61377,277.844404.134405.00FEB111,643.00111.0014,940.39-134,598.11138,184.92377,277.84473,980.454405.004405.70MAR94,031.00109.0015,062.16-138,184.92140,960.19473,980.45552,949.304405.704406.27ABR75,132.0096.0013,532.18-140,960.19142,997.70552,949.30614,549.124406.274406.70MAY67,694.0098.0014,013.77-142,997.70144,621.96614,549.12668,229.344406.704407.08NANEJUN52,160.0098.0014,172.95258,728.65144,621.96137,202.79668,229.34447,487.744407.084405.51JUL46,332.00104.0014,269.09258,728.65137,202.79127,907.11447,487.74220,822.004405.514403.80AGO53,213.00119.0015,220.95258,728.65127,907.11116,502.55220,822.000.004403.804402.00NAMSEP55,105.00126.0014,679.32-116,502.55118,699.140.0040,425.684402.004402.34OCT60,290.00127.0015,074.79-118,699.14121,155.9740,425.6885,640.894402.344402.72NOV89,107.00135.0016,356.06-121,155.97124,881.8785,640.89158,391.834402.724403.31DIC122,659.00142.0017,733.23-124,881.87129,847.83158,391.83263,317.614403.314404.13TOTAL958,596.001,398.00776,185.96NIVEL
DE ALMACENAMIENTO MINIMO (NAM) =4,402.00mNIVEL DE ALMACENAMIENTO DE
NORMAL ELEVACION (NANE) =4,407.08mNIVEL DE ALMACENAMIENTO DE MAXIMA
ELEVACION (NAME) = NANE+H =4,407.50mII.CUADRO REA VOLUMEN -
ALTURACOTAREAVOLUMEN
VOLUMENM2M3ACUM.4,402.00116,502.550.000.00NAM4,403.00123,009.67119,756.11119,756.114,404.00129,118.47126,064.07245,820.184,405.00134,615.17131,866.82377,687.004,406.00139,699.81137,157.49514,844.494,407.00144,398.31142,049.06656,893.554,408.00147,275.52145,836.92802,730.47CALCULO
DEL NAME:calculo de la altura H:donde:Qd =7.50m3/s(caudal de
descarga)C =2.20L =12.50m (asumo)calculando:H
=0.42mReemplazando:NAME =NANE+H =4407.50mIII.CALCULO DEL BORDE
LIBREA.SEGN: "Manual para proyectos de pequeas obras hidraulicas
para riego y abrevado"universidad de Chapingo MexicoDonde:H =altura
mxima de diseo (m)Hv =distancia vertical entre elevaciones de la
seccin de control y el fondo del cauce del arroyo (m)Hd =carga
hidraulica sobre el vertederoHo =altura mxima de olas (m)HL =altura
libreHcauce=Para 5 000 m3 (volumene muerto)-asumido para pequeas
presas la altura equivalente sera de 0,05 m; que esinsignificante
para el diseo.Hcauce=H (NAM)Resolviendo:Hv = NANE - NAM = 4407.08 -
4402 = 5.08mHd = H =0.42mcalculo de Ho V = 70.00km/h = 43.5
millas/h(velocidad del viento)F =0.60km(fetch)Ho =0.22mcalculo de
HLHL =0.50masumidoentonces:H = 5.08 + 0.42 + 0.22 + 0.5 =
6.22mCalculo del borde libreBL = Ho + HL BL =0.72mELEVACIN DE LA
CORONAElevacion NANE =4407.08msnmHd =0.42mBL =0.72mElevacion de la
corona =4408.22msnmB.SEGN: "Memorias del seminario diseo de presas
de tierra". UNI-FIC-CISMIDHBL = Hv + Hr + AH + HsDonde:HBL
=distancia vertical entre la corona del terraplen y la superficie
de agua del vaso en (NAME)Hv =amplitud del oleage generado por el
vientoHr =altura de rodamiento de las olas sobre el talud aguas
arribaH =asentamiento mximo de la coronaHs =margen de
seguridadDatos:V =70.00km/h(velocidad del viento)F
=0.60km(fetch)calculo de Hv:Hv =73.19cmcalculo de Hr:Hr = 0.4*HvHr
=29.28cmcalculo de H:K =0.00002cm-1(para material SC)H
=621.67cmaltura de la presaH =7.73cmcalculo de HsHs =(NAME -
NANE)/3 =0.14mHs =73.19cmHs =60.00cmpor lo tanto:HBL
=183.39cmELEVACION DE LA CORONA =4409.33msnmC.SEGN:
"Predimencionamiento y estimacin de costos de obras de presas a
nivel preliminar" CIDIATBL = HL - BLAcalculo de HL:HL =0.22mcalculo
de BLA:BLA = 1.5 HLBLA =0.33mPor lo tanto:BL =0.55mELEVACION DE LA
CORONA =4408.0msnmConclusion: Altura de elevacion de la corona
=6.50m Elevacion de la corona =4408.50IV.DIMENSIONES DE LOS
TALUDESDe acuerdo a las referencias 5.2 (Universidad de Chapingo -
Mexico):Para Altura maxima de Presas de 6 a 7.5m.Talud aguas
arriba2.5 : 1Talud aguas abajo2.0 : 1V.DIMENSIONES DEL ANCHO DE
CORONAA.De acuerdo a la referencia N 1:W =ancho de la cresta
(pies)Z =altura de la presa (pies)Z =21.33piesW =14.27pies
=4.35mB.Segn referencias N 5: (para anchos mnimos de corona)hasta
12 m de altura, una altura mnima =3.00mAsumimos :4.00mC.Segn G.
Post - P. Lande :B =ancho de la corona (m)H =altura de la presa
(m)Calculo de la microrepresa :H presa =6.50mB =4.21mFinalmente
tomamos:ANCHO DE CORONA =4.00mELEVACION DE LA CORONA
=4408.50m.s.n.m.
ANALISIS ESTAB. TALUDESMTODO APROXIMADO DE
EVANGELISTAI.DATOS:1.1.Altura de la micropresaH=6.50m1.2.Altura de
embalseh =5.50m1.3.Borde Librer =1.00m1.4.h''=0.50m1.5.Del Grfico L
= 14.95mDF = bv =13.60m b =15.83mFA = bw =21.00mEF = hs
=3.14m1.6.Peso especifico del agua =1000kg/m31.7.Peso especifico
del terreno compactado c =1780kg/m31.8.Porosidad n
=30%II.PROCESO:2.1.Peso especifico del terreno saturado:gs =
2080kg/m32.2.Peso especifico del terreno sumergidogg =
1080kg/m32.3.Calculo de superficiesDel Grafico se determina la
linea de saturacion,que con la recta CF,limitan las superficies
sgtes:AGUAS ARRIBAAGUAS ABAJOSABEF68.93m2SEFG16.76m2SBEC
16.07m2SCEGD29.47m2SABCF85m2SCDF46.23m22.4.Calculo de la densidad
media del talud aguas abajom= (SCEGD. c+ SEFG. g)/( SCEGD + SEFG)gm
= 1526.23kg/m32.5.Calculo de la densidad media del talud aguas
arribam= (SBEC. c+ SABEF. S)/( SBEC + SABEF)gm' =
2023.28kg/m32.6.Analisis del talud aguas abajo2.6.1.Calculo del
esfuerzo total de corte en la base = Tg2(45-f/2)Donde: f=26 =
0.39Tv= 0.5* m**H2+0.5* *hs2Tv =17518.88kg/m2.6.2.Calculo de la
resistencia al deslizamientoRv = m*SCDF*tgf+ *bv Rv=48013.14
kg/m2.6.3.Coeficiente de seguridad CS=Rv/Tv=2.742.7.Analisis del
talud aguas arriba2.7.1.Calculo del esfuerzo total de corteTM =
0.5* m' * * H2+0.5**hs2TM =21618.85 Kg/m2.7.2Calculo de la
resistenciaRM = m * SABCF*tgf + *bwRM =104879.76 Kg/m2.7.3
Coeficiente de seguridadCS = RM / TM CS =4.85
ALIVIADERODISEO Y CALCULO DEL POZO DE
DISIPACION1.0.DATOS1.1.Caudal de Descarga: Q =10.00m3/seg
=353.15pie3/seg1.2.Ancho del Aliviadero:B =4.00m
=13.12pies1.3.Caudal Unitario: q = Q / B =
26.91pie2/seg*pie1.4.Prdida: = =20%1.5.Carga Total: Ht =cota
aliviadero - cota piso estanque - d2inicial cota aliviadero
=4,511.62msnmNAMcota piso estanque =4,509.00msnmd2inicial =0.80m Ht
=1.82m. Ht =5.97pie.2.0.CALCULO Y DISEO2.1.Del nomograma Fig. 208
Buerau of Reclamation:con:q = 26.91pie2*seg*pie = 0.20Ht
=5.97pieEncontramos: El tirante conjugado d2 =5.80pies
=1.77m2.2.Recalculamos:Ht =cota aliviadero - cota piso estanque -
d2inicial cota aliviadero =4511.62msnmcota piso estanque
=4509.00msnmd2inicial =1.77m Ht =0.85m. Ht =2.80pie.2.3.Del
nomograma Fig. 208-Bureau of Reclamation:con:q = 26.91pie2*seg*pie
= 0.20Ht =2.80pieEncontramos: El tirante conjugado d2 =5.60pies
=1.71mRecalculamos:Ht =cota aliviadero - cota piso estanque -
d2inicial cota aliviadero =4511.62msnmcota piso estanque
=4509msnmd2inicial =1.71m Ht =0.91m. Ht =3.00pie.2.4.Del nomograma
Fig. 208 Bureau of Reclamation:con:q = 26.91pie2*seg*pie =0.20Ht
=3.00pieEncontramos: El tirante conjugado d2 =5.60pies
=1.71m2.5.Velocidad abajo del resalto: donde:Q =10.00m3/sB =4.00md2
=1.71mReemplazando valores:V2 =1.46m/sV2 =4.81pie/s2.6.Del
nomograma Fig. 204 - Bureau of Reclamationcon:d2 =5.60piev2
=4.81pie/sEncontramos:Tirante aguas arriba resalto d1 =0.46 pies
=0.14mVeloc. aguas arriba resalto V1 =38.00 pies/s
=11.58m/s2.7.Nmero de Froudecalculando:F =9.882.8.Como el numero de
Froude es mayor que 4.5 se decide emplear el estanque Tipo
II.2.8.La velocidad de llegada debe ser menor a: 50
pies/seg.2.9.Del nomograma Fig. 206 - Bureau of Reclamation(D)
longitud del resaltoCon: F =9.88Encontramos: d2
=1.712.70m/mLongitud del :LII = 2.70x d2LII = 4.602.10Del nomograma
Fig. 206 Bureau:(C) Altura de los bloquesCon: F
=9.88Encontramos:1.70m/m d1 =0.14Altura del h3= 1.70x d1bloqueh3=
1.70x 0.21amortiguadorh3= 0.24Encontramos:2.30m/mAltura del h4=
2.30x d1bloqueh4= 2.30x 0,32amortiguadorh4= 0.322.11Del nomograma
Fig. 206 Bureau:(B) TIRANTES MINIMOS DE SALIDAtirante de agua de
salida =1.82BL=0.36Altura de Muro de salida =2.192.11Se procede a
dimensionar el estanque con la Fig. 206 del Bureau(A) Dimensiones
del estanque Tipo II:h1 = d1 =0.14 md2 =1.71 mh3 =0.24 mh4 =0.32
mLII = 4.60 m
ENROCAMIENTOPROTECCION DEL TALUD AGUAS ARRIBA1.0.Segn el
CIDIAT: - Dimension de promedio minima de la roca (D50) = 25.00cm -
Espesor del enrocamiento : 0.31m2.0.Segn BUREAU:Para pequeas
presas, basado en la experiencia del BUREAU se presenta la
granulometria de la roca colocada al volteo.ESPESORES Y LIMITES DE
GRANOLUMETRIA PARA ENROCAMIENTO SOBRE TALUDES DE 3:
1FETCHESPESORGRANOLUMETRIA( millas) NOMINALTAMAO cuanto menos el45-
75%No mas del 25%(pulg)MAXIMO25% mayor quemenor que169.00kgE
=0.50mG50 =162.50 kg5.2.peso promedio del dimetro 50% (Lbs)Pseo
especifico de la roca (Lb/pie3)H =Altura de la ola de diseo (Pie)Sr
=Gravedad especifica de la rocaCotag =Cotangente del angulo del
talud de aguas arriba hacia la horizontaln =Exponente Kr
=CoeficientePresa Teccllococha : =W50 =
Hoja2DISEO Y CALCULO DEL POZO DE DISIPACION1.0.DATOS1.1.Caudal
de Descarga: Q =7.43m3/seg =262.39pie3/seg1.2.Ancho del
Aliviadero:B =4.00m =13.12pies1.3.Caudal Unitario: q =Q / B =
19.99pie2/seg*pie1.4.Prdida:20%1.5.Carga Total: Ht =cota aliviadero
- cota piso estanque - d2inicial cota aliviadero =19.83msnmcota
piso estanque =9.40msnmd2inicial =0.8m Ht =9.63m. Ht
=31.58pie.2.0.Calculos y Diseo2.1.Del nomograma Fig. 208 Buerau of
Reclamation:con:q = 19.99pie2*seg*pie0.20Ht =31.58pieEncontramos:
El tirante conjugado d2 =7.30pies =2.23m2.2.Recalculamos:Ht =cota
aliviadero - cota piso estanque - d2inicial cota aliviadero
=19.83msnmcota piso estanque =9.4msnmd2inicial =2.23m Ht =8.20m. Ht
=26.90pie.2.3.Del nomograma Fig. 208 Bureau of Reclamation:con:q =
19.99pie2*seg*pie0.20Ht =26.90pieEncontramos: El tirante conjugado
d2 =6.50pies =1.98mRecalculamos:Ht =cota aliviadero - cota piso
estanque - d2inicial cota aliviadero =19.83msnmcota piso estanque
=9.4msnmd2inicial =1.98m Ht =8.44m. Ht =27.70pie.2.4.Del nomograma
Fig. 208 Bureau of Reclamation:con:q = 19.99pie2*seg*pie0.20Ht
=27.70pieEncontramos: El tirante conjugado d2 =6.50pies
=1.98m2.5.Velocidad abajo del resalto: donde:Q =7.43m3/sB =4.00md2
=1.98mReemplazando valores:V2 =0.94m/sV2 =3.08pie/s2.6.Del
nomograma Fig. 204 Bureau of Reclamationcon:d2 =6.50piev2
=3.08pie/sEncontramos:Tirante aguas arriba resalto d1 =25.00 pies
=7.62mVelocidad aguas arriba resalto V1 =22.00 pies/s
=6.71m/s2.7.Nmero de Froudecalculando:F =0.782.8.Como el Nmero de
froude es pequeo, no se requiere estanque amortiguador, ni
bloque2.8.de impacto, solo se utilizara un colchon disipador de
energia por seguridad2.9.Del nomograma Fig. 206 Bureau(D) Longitud
del ResaltoCon:F =0.78Encontramos:LII/d2 = 2.75d2 =
6.50Entonces:LII = 17.88m2.10.Del nomograma Fig. 206 Bureau(C)
Altura de los Bloques amortiguadores y del umbral terminalCon:F
=0.78Encontramos:h3/d1 = 2.75d1 = 25.00Entonces:h3 = 68.75m(altura
del bloque amortiguador)Encontramos:h4/d1 = 2.75d1 =
25.00Entonces:h4 = 68.75m(altura del umbral terminal)Se procede a
dimensionar el Estanque con la Fig. 206 Bureau(A) Dimensiones del
Estanque Tipo II
4
9
.
26
76
22
.
3
F
VF
Hv
-
+
=
4
9.267622.3 FVFHv
2
KH
H
=
D
2
KHH
F
VV
HL
).
068
.
0
.
005
.
0
(
-
=
FVVHL ).068.0.005.0(
H
B
.
65
.
1
=
HB .65.1
12
10
5
>
+
=
Z
W
1210
5
Z
W
2
/
3
.
.
H
L
C
Q
d
=
2/3
..HLCQ
d
L
O
D
V
H
H
H
H
H
+
+
+
=
LODV
HHHHH
F
V
H
O
).
068
.
0
.
005
.
0
(
-
=
FVH
O
).068.0.005.0(
g
g
g
n
c
s
+
=
n
cs
g
g
g
-
=
s
g
sg
=
1
4
d
h
1
4
d
h
2
2
bd
Q
V
=
2
2
bd
Q
V
=
2
d
L
II
2
d
L
II
=
1
3
d
h
1
3
d
h
1
1
gd
V
F
=
1
1
gd
V
F
a
a
g
g
S
K
H
W
r
r
n
r
cot
)
1
(
3
50
-
=
gSK
H
W
rr
n
r
cot)1(
3
50
=
50
W
50
W
=
r
g
r
3
E
R
g
3
E
R
R
g
1
1
gd
V
F
=
1
1
gd
V
F
=
a
